首次发现的7颗“恋母”行星有3个宜居？ _小知识

在北京时间23日凌晨召开的新闻发布会上， NASA又宣布了一个令人吃惊又兴奋的新发现：科学家们通过斯皮策红外太空望远镜，在距离地球39光年的地方，首次发现了7个地球大小的行星围绕一颗恒星运行的行星系统，更重要的是，其中3颗恒星位于母恒星TRAPPIST-1的宜居带内。（图1）

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图1：TRAPPIST-1系统图。
这一发现刷新了太阳系外围绕一颗恒星运行的宜居行星数量。在此前发现的30多个宜居系统中，每个系统中都只有一颗宜居行星。这一次，在一个系统当中找到三颗宜居行星，赚到了！麻省理工学院教授Sarah Seager在发布会上说：“从无到有（指此次在一个恒星周围存在多个类地系统的发现）通常困难重重，但从1到更多会相对更容易。 ”此次多个类地行星系统的发现，或许会为地外生命的探寻开辟一个新的方向
在2015年发现“地球大表哥”开普勒452B和2016年发现“地球孪生哥哥”比邻星b之后（图2）， “地球兄弟团队”也在不断扩充之中。

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图2：地球分别和开普勒452B（左）、比邻星b（右）大小比较图。
7颗“恋母”行星：距离恒星较近，科学家20天看遍
这是人类首次发现如此多的类地行星在一个恒星周围绕转，甚至比围绕太阳转动的类地行星还要多（太阳系中只有4个岩质的类地行星，分别是水星，金星，地球和火星）。自从人类在90年代初探测到第一个地外行星以来，截至2017年2月15日，天文学家们已经在2687颗恒星周围发现了5000多颗地外行星。尽管和地球尺寸大小差不多的行星有可能占到了20%左右，但是根据地球相似指数判断，只有2个（Kepler 438b和KOI-4878.01）和地球相似，所以类地行星是及其稀少的。
确认行星本身的存在和数量比较容易，而确定行星的构成则相对比较困难，需要我们对行星的质量和半径进行测量之后，才有可能做出估计。对于目前探测到的绝大多数地外行星而言，因为质量和半径不易测量，我们很难最终确定行星的构成。
在这次新发现的七星系统中， 7颗行星距离恒星TRAPPIST-1都非常近，行星运行的轨道平面又非常适于观测，天文学家们才有机会确定这些行星的性质。
这7兄弟距离它们的母星究竟有多近呢？如果以太阳系做类比的话，这7个地球大小的行星都被压缩在水星的轨道之内。最近的一颗行星TRAPPIST-1b ，差不多只有地球到太阳距离的1/100（参见图3），水星到太阳距离的1/30；最远的行星TRAPPIST-1h ，也只有水星到太阳距离的1/6 。正是因为距离甚近，七颗行星的公转周期很短——最短的1.5天，最长的也只有20天，于是，天文学家们在利用美国斯皮策红外望远镜对这一系统进行了持续20天的观测之后，就几乎很好地了解了所有这些行星的基本性质。当然，因为老七最远，观测时长和它的转动周期差不多，所以我们在这20天里对它的了解是最少的。

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图3：此系统各个行星参数和太阳系岩质行星参数比较。
TRAPPIST-1（中译名为“特拉比斯特-1”）——这个中心恒星的名字听起来十分古怪，其实，它源自一个叫做“TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope–South”（TRAPPIST；行星和星子凌星的小望远镜系统）的望远镜项目。该项目利用位于智利拉息拉天文台（La Silla observatory）一个口径60厘米的小型望远镜，在红外波段对太阳系附近的超冷褐矮星光变曲线进行监测（之所以利用红外波段是因为母星温度比较低，主要辐射在红外波段），试图探测到其周围的行星。